计算化学公社

标题: 求助关于模拟分子空间几何体积与静电势面的结合分析 [打印本页]

作者
Author: 0.01 时间: 2025-2-2 23:37
标题: 求助关于模拟分子空间几何体积与静电势面的结合分析
我知道怎么框出长宽高也知道怎么模拟静电势面，但怎么得到图中这种将两个结合起来的呀？
图源来自于文章 DOI: 10.1039/d0ce01394c

作者
Author: sobereva 时间: 2025-2-3 01:01
先按下文得到new.pdb
使用Multiwfn计算分子的长宽高以及显示分子的主轴
http://sobereva.com/426（http://bbs.keinsci.com/thread-10226-1-1.html）

基于new.pdb里的坐标，做量子化学计算得到波函数文件，然后按下文绘制表面静电势图
使用Multiwfn+VMD快速地绘制静电势着色的分子范德华表面图和分子间穿透图（含视频演示）
http://sobereva.com/443（http://bbs.keinsci.com/thread-11080-1-1.html）

然后把new.pdb载入VMD，输入pbc box显示出盒子

没有叫“静电势面”的东西，仔细看下文，用词要严谨
计算化学中的一些常见不良写法和用词
http://sobereva.com/298（http://bbs.keinsci.com/thread-1358-1-1.html）

作者
Author: 0.01 时间: 2025-2-3 14:48
老师，我得到new.pdb之后用高斯进行了
%chk=C:\Users\asus\Desktop\new.chk
# opt freq b3lyp/6-31g geom=connectivity
得到波函数文件，之后绘制表面静电势图，在添加pbc box 就出现这个图上所示，请问是哪出错了吗？

作者
Author: Uus/pMeC6H4-/キ 时间: 2025-2-3 15:40
本帖最后由 Uus/pMeC6H4-/キ于 2025-2-3 16:45 编辑

0.01 发表于 2025-2-3 14:48
老师，我得到new.pdb之后用高斯进行了
%chk=C:%users\asus\Desktop\new.chk
# opt freq b3lyp/6-31g geom ...

看2楼没说，我就猜到多半要出这种问题……显然优化的过程涉及原子坐标变化和朝向调整的问题，其中有关朝向看社长博文
谈谈Gaussian中的对称性与nosymm关键词的使用
http://sobereva.com/297（http://bbs.keinsci.com/thread-1355-1-1.html）

6-31G这种没极化函数的基组过于简陋，2-zeta档次基组也不够看的，当前有机分子又不大，应当直接3-zeta加带极化函数的6-311G(d,p)起步。看下述社长博文
谈谈量子化学中基组的选择
http://sobereva.com/336（http://bbs.keinsci.com/thread-3545-1-1.html）

另外geom=connectivity和分子坐标后面的连接性关系表对量子化学计算都是多余的，不建议用GaussView的Calculation Setup直接生成文件并提交计算。

编辑：简单写个分两步完成当前任务的方法吧，仅供参考。
先对晶胞里取出的或自己搭建的结构做几何优化
#p opt freq B3LYP/6-311G(d,p)
优化完确认无虚频了，按2楼社长说的操作得到取向调整后的new.pdb，再用此文件里的坐标做一次单点计算并要求不调整分子朝向
#p B3LYP/6-311G(d,p) nosymm
再从这个任务产生的chk文件按2楼说的计算静电势、载入VMD显示等等。
注意如果单点计算的目的不只是分析静电势，而还有获得电子能等需求，则应当提高计算级别。如果体系不只有一个小分子而是若干小分子按弱相互作用结合形成的团簇，还应当从优化开始就加上em=gd3bj启用D3色散校正，参考http://sobereva.com/413。

作者
Author: sobereva 时间: 2025-2-3 17:15

0.01 发表于 2025-2-3 14:48
老师，我得到new.pdb之后用高斯进行了
%chk=C:%users\asus\Desktop\new.chk
# opt freq b3lyp/6-31g geom ...

回复非楼主的帖子的时候要点击帖子下方的回复按钮，否则我收不到提示，99%的概率我因此不会继续回答

作者
Author: 0.01 时间: 2025-2-3 21:30

sobereva 发表于 2025-2-3 17:15
回复非楼主的帖子的时候要点击帖子下方的回复按钮，否则我收不到提示，99%的概率我因此不会继续回答

好的，老师我用优化后的fch进行操作得到new.pdb,在未生成new.pdb时，查看长宽高是对应一个分子的，但是生成new.pdb之后用multiwfn打开再查看就是下图这样了？

作者
Author: 0.01 时间: 2025-2-3 21:30
如此图所示

作者
Author: 0.01 时间: 2025-2-3 21:31

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2025-2-3 15:40
看2楼没说，我就猜到多半要出这种问题……显然优化的过程涉及原子坐标变化和朝向调整的问题，其中有关朝 ...

好的，谢谢

作者
Author: Uus/pMeC6H4-/キ 时间: 2025-2-3 23:52

0.01 发表于 2025-2-3 21:30
如此图所示

new.pdb记录的盒子信息是按周期性晶格矢量的格式来写的，这样方便在VMD里用pbc box显示盒子。但是为什么要用Multiwfn查看new.pdb的结构呢，博文426又没有这个操作，用其中坐标生成Gaussian输入文件的时候也不必经过这一步。

另外，这帖并没有像隔壁那个新帖那样，表明计算所用Gaussian是旧的09 C.01版、研究课题还涉及含碘有机分子，所以我在4楼写的例子所用泛函和基组不适合当前问题，请自行按新帖里别人推荐的更改。但是nosymm还是要注意的。

作者
Author: 0.01 时间: 2025-2-4 00:16

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2025-2-3 23:52
new.pdb记录的盒子信息是按周期性晶格矢量的格式来写的，这样方便在VMD里用pbc box显示盒子。但是为什么 ...

因为我按你上述的操作，结果还是得到和第一次一样的结果，我这个贴子里分子为4,4-偶氮吡啶，不存在碘原子，和新帖中不是一个物质。那我的Gaussian是09 c.01 版本可以用你之前的来优化和做单点计算吗？
我是先优化完，之后把fch文件导入multiwfn，得到new.pdb，之后再用multiwfn把new.pdb转换为Gaussian输入格式，再采用#p B3LYP/6-311G(d,p) nosymm 得到new.chk，在转换为fch格式，用VMD输入iso打开，再将new.pdb拖入，输入pbc box，最后出来的结果与之前一样，是我哪里操作错了吗？

作者
Author: Uus/pMeC6H4-/キ 时间: 2025-2-4 00:58
本帖最后由 Uus/pMeC6H4-/キ于 2025-2-4 00:59 编辑

0.01 发表于 2025-2-4 00:16
因为我按你上述的操作，结果还是得到和第一次一样的结果，我这个贴子里分子为4,4-偶氮吡啶，不存在碘原子 ...

第一个问题，诚然对此帖的单个有机小分子可以用，但是你得考虑整个课题里不同体系相同任务的计算级别一致啊，切换泛函来做既使结果失去可比性又容易起疑问（http://sobereva.com/415）。
从泛函来看，如果几何优化除了小分子本身还有小分子形成的团簇的话，这个旧版Gaussian又用不了D3色散校正，单纯B3LYP没法合理描述团簇间小分子的弱相互作用（http://sobereva.com/557），不换软件的话就得改用一个此版本能支持且合理的泛函（http://sobereva.com/210）。
从基组来看，6-311G(d,p)支持的元素不超过前四周期，如果有机分子可能含碘原子的话那也不能直接用，要么自定义混合基组（http://sobereva.com/60）要么直接用其他系列更完整的基组（http://sobereva.com/373）。

第二个问题，社长那个VMD脚本里iso指令应该是加载的静电势和电子密度的cube文件，与fch文件无关。确认静电势cube文件、电子密度cube文件、new.pdb文件里的原子坐标是否一致，是否有正有负、中心大致在原点，如果是的话载入VMD后pbc box指令加上-center origin选项。

作者
Author: sobereva 时间: 2025-2-4 14:45

0.01 发表于 2025-2-4 00:16
因为我按你上述的操作，结果还是得到和第一次一样的结果，我这个贴子里分子为4,4-偶氮吡啶，不存在碘原子 ...

新产生了fch当然得调用Multiwfn重新计算cube文件，光是VMD里输入iso显示的还是之前的cube文件

作者
Author: 0.01 时间: 2025-2-4 21:21

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2025-2-4 00:58
第一个问题，诚然对此帖的单个有机小分子可以用，但是你得考虑整个课题里不同体系相同任务的计算级别一致 ...

好的，谢谢

作者
Author: 0.01 时间: 2025-2-4 21:21

sobereva 发表于 2025-2-4 14:45
新产生了fch当然得调用Multiwfn重新计算cube文件，光是VMD里输入iso显示的还是之前的cube文件

知道了，老师

作者
Author: 0.01 时间: 2025-2-6 15:06
还是不在中心？

作者
Author: 0.01 时间: 2025-2-6 15:11
这是静电势cube文件、电子密度cube文件。

作者
Author: 0.01 时间: 2025-2-6 15:11

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2025-2-4 00:58
第一个问题，诚然对此帖的单个有机小分子可以用，但是你得考虑整个课题里不同体系相同任务的计算级别一致 ...

pbc box指令加上-center origin，加上这个指令也不在中间。

作者
Author: Uus/pMeC6H4-/キ 时间: 2025-2-6 15:55
本帖最后由 Uus/pMeC6H4-/キ于 2025-2-6 16:39 编辑

0.01 发表于 2025-2-6 15:11
pbc box指令加上-center origin，加上这个指令也不在中间。

在别人回帖前请利用编辑功能修改原帖而不是连续发回复，而且大尺寸的cube文件作为帖子附件上传前应该压缩到5 MB以下。

你发的几个文件的原子坐标是对应的，中心不在原点。VMD 1.9.3上绘制的结果如下（不用在意我自己调的turbo渐变色），pbc box显示的盒子符合需求。
(, 下载次数 Times of downloads: 43)

作者
Author: 0.01 时间: 2025-2-6 16:11

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2025-2-6 15:55
在别人回帖前请利用编辑功能修改原帖而不是连续发回复，而且大尺寸的cube文件作为帖子附件上传前应该压缩 ...

好的，谢谢，是我哪里输入错了吗？我出现的图和你这个不一样，就是我发的那种边上还有空隙？
Info) VMD for WIN32, version 1.9.3 (November 30, 2016)
Info) http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/
Info) Email questions and bug reports to vmd@ks.uiuc.edu
Info) Please include this reference in published work using VMD:
Info) Humphrey, W., Dalke, A. and Schulten, K., `VMD - Visual
Info) Molecular Dynamics', J. Molec. Graphics 1996, 14.1, 33-38.
Info) -------------------------------------------------------------
Info) Multithreading available, 8 CPUs detected.
Info) Free system memory: 658MB (32%)
Info) OpenGL renderer: NVIDIA GeForce MX250/PCIe/SSE2
Info) Features: STENCIL MDE CVA MTX NPOT PP PS GLSL(OVFGS)
Info) Full GLSL rendering mode is available.
Info) Textures: 2-D (32768x32768), 3-D (16384x16384x16384), Multitexture (4)
Info) Spaceball driver not installed.  Spaceball interface disabled.
Info) No joysticks found.  Joystick interface disabled.
Info) Dynamically loaded 75 plugins in directory:
Info) R:/Multifn+VMD/VMD/plugins/WIN32/molfile
vmd > iso
Info) Using plugin cube for structure file density1.cub
cubeplugin) trying to read cube data set 0
Info) Analyzing Volume...
Info) Grid size: 185x128x75  (27 MB)
Info) Total voxels: 1776000
Info) Min: 2.06161e-020  Max: 126.003  Range: 126.003
Info) Computing volume gradient map for smooth shading
Info) Added volume data, name=density1.cub : Gaussian Cube:  Generated by Multiwfn
Info) Using plugin cube for coordinates from file density1.cub
Info) Determining bond structure from distance search ...
Info) Analyzing structure ...
Info) Atoms: 22
Info) Bonds: 23
Info) Angles: 0  Dihedrals: 0  Impropers: 0  Cross-terms: 0
Info) Bondtypes: 0  Angletypes: 0  Dihedraltypes: 0  Impropertypes: 0
Info) Residues: 1
Info) Waters: 0
Info) Segments: 1
Info) Fragments: 1 Protein: 4 Nucleic: 0
cubeplugin) trying to read cube data set 0
Info) Analyzing Volume...
Info) Grid size: 78x54x32  (2 MB)
Info) Total voxels: 134784
Info) Min: -0.0708124  Max: 0.0535719  Range: 0.124384
Info) Computing volume gradient map for smooth shading
Info) Added volume data, name=ESP1.cub : Gaussian Cube:  Generated by Multiwfn
Info) Using plugin cube for coordinates from file ESP1.cub
Info) Finished with coordinate file density1.cub.
Info) Finished with coordinate file ESP1.cub.
vmd > R:\Multifn+VMD\VMD\new.pdb
invalid command name "R:Multifn+VMDVMD
ew.pdb"
vmd > pbc box

作者
Author: Uus/pMeC6H4-/キ 时间: 2025-2-6 16:36

0.01 发表于 2025-2-6 16:11
好的，谢谢，是我哪里输入错了吗？我出现的图和你这个不一样，就是我发的那种边上还有空隙？
Info) VMD ...

现在这样根本没加载上new.pdb，显示的盒子当然不对。往VMD载入任何文件都不是直接把它拖到命令行就行的，VMD会试图把文件路径当成指令执行，然后就产生倒数第三行invalid command name这样的报错。应该在命令行输入mol new new.pdb，或者用File - New Molecule窗口来载入new.pdb。建议读一读用户指南，就在VMD目录下doc文件夹里的ug.pdf。

另外，把软件装到含有加号的目录下并不是好习惯，这种特殊字符（也包括空格、中文等）可能影响文件路径的解析。兼容性最好的应该只用字母数字下划线命名并简洁短小，比如D:\VMD这样。

作者
Author: 0.01 时间: 2025-2-6 17:16

Uus/pMeC6H4-/キ发表于 2025-2-6 16:36
现在这样根本没加载上new.pdb，显示的盒子当然不对。往VMD载入任何文件都不是直接把它拖到命令行就行的， ...

谢谢，这次成功了。

欢迎光临计算化学公社 (http://bbs.keinsci.com/)